基于多尺度三维空间裂隙分布的粗糙岩体裂隙渗透性研究_陈刚,徐世光,马玲,龚红胜_9787502490720

内容提要本书以多尺度三维空间裂隙作为研究的切入点，开展了小尺度单裂隙渗流计算、中尺度三维裂隙网络模拟、岩体渗透系数张量计算、各向异性含水介质地下水渗流模拟等方面的研究工作。针对单裂隙渗流提出了隙宽函数法(AFM)的数值计算方法；针对三维岩体裂隙使用GEOFRAC方法进行裂隙网络的模拟；针对岩体渗透系数张量建议使用基于DFM模型的计算方法，并把上述研究方法和思路应用于实际工程案例，取得了较好的计算精度。本书内容丰富，有较强的实用性，为读者学习岩石裂隙渗流、三维裂隙网络模拟、地下水模拟提供借鉴和帮助。本书可供岩石水力学、地下水数值模拟以及与裂隙渗流相关领域研究方向的师生和工程技术人员学习和参考。

目录1绪论11.1概述11.2研究现状21.2.1单裂隙水力学特征21.2.2裂隙网络三维空间分布模拟41.2.3裂隙岩体渗透特性61.2.4地下水流动数值模拟111.3主要研究内容及技术路线132研究区概况152.1研究区范围及概况152.2区域水文地质背景182.2.1乍甸水文地质单元(Ⅰ)182.2.2麒麟山—绿水河水文地质单元(Ⅱ)202.2.3大箐—老厂水文地质单元(Ⅲ)203岩体裂隙的多尺度性及渗透性分析213.1岩体裂隙的尺度不变性213.1.1尺度的概念213.1.2定义及分类223.1.3岩体裂隙数据获取263.2裂隙多尺度性对渗透性的影响333.3中尺度裂隙发育规律343.3.1水平发育规律分析353.3.2垂向发育规律分析433.4本章小结484小尺度单裂隙渗透性494.1单裂隙渗透性研究494.1.1立方定律494.1.2单裂隙渗流能力的影响因素504.2岩石裂隙形态识别及提取514.2.1岩石CT图像处理及裂隙识别514.2.2激光扫描裂隙面提取534.2.3裂隙面提取及网格化处理554.3岩石渗透性测试及分析584.3.1氦孔隙度测试说明584.3.2岩石渗透率测试说明594.4粗糙单裂隙渗透性及等效水力宽度计算614.4.1三维双壁粗糙裂隙模型624.4.2三维裂隙隙宽函数法654.4.3研究区岩石样品裂隙渗流计算结果794.4.4计算方法合理性分析824.5本章小结835中尺度裂隙网络模拟及渗透性计算855.1裂隙岩体的等效连续介质模型855.1.1等效连续介质模型分析的必要条件865.1.2裂隙岩体等效渗透系数张量计算方法875.2基于DFM模型的三维渗透张量计算925.2.1二维等效渗透张量935.2.2三维等效渗透张量945.2.3裂隙流与达西流耦合控制方程965.2.4渗透椭球体的可视化985.2.5计算方法合理性验证985.3中尺度岩体裂隙网络模拟1055.3.1三维裂隙网络分布模拟1055.3.2研究区三维裂隙分布模拟1135.4各分区裂隙模拟及分析1175.5研究区渗透张量计算1235.5.1代表性分区渗透张量计算1245.5.2分区渗透张量计算1295.5.3计算结果与实测结果对比分析1315.6本章小结1336大尺度裂隙及其渗透性分析1366.1区域大尺度裂隙网络1366.2研究区域内大尺度裂隙特征及渗透性分析137

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